JPH0332033A - 電子装置 - Google Patents

電子装置

Info

Publication number
JPH0332033A
JPH0332033A JP1167308A JP16730889A JPH0332033A JP H0332033 A JPH0332033 A JP H0332033A JP 1167308 A JP1167308 A JP 1167308A JP 16730889 A JP16730889 A JP 16730889A JP H0332033 A JPH0332033 A JP H0332033A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductor
core material
alloy
wire
electronic device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1167308A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2766933B2 (ja
Inventor
Mitsuo Kato
光雄 加藤
Ryoichi Kajiwara
良一 梶原
Hiroshi Wachi
和知　弘
Takao Funamoto
舟本　孝雄
Tomohiko Shida
志田　朝彦
Tadatsugu Niwa
丹羽　忠嗣
Yoshimitsu Ide
井手　義光
Setsuo Sekine
関根　節夫
Shigeo Hara
茂夫 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP16730889A priority Critical patent/JP2766933B2/ja
Publication of JPH0332033A publication Critical patent/JPH0332033A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2766933B2 publication Critical patent/JP2766933B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/43—Manufacturing methods
    • H01L2224/438—Post-treatment of the connector
    • H01L2224/43848—Thermal treatments, e.g. annealing, controlled cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45025—Plural core members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45155—Nickel (Ni) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/4516—Iron (Fe) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/45186—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/4519—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45565—Single coating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45599—Material
    • H01L2224/456—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45599—Material
    • H01L2224/456—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45617—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45624—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45599—Material
    • H01L2224/456—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45639—Silver (Ag) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45599—Material
    • H01L2224/456—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45644—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4554—Coating
    • H01L2224/45599—Material
    • H01L2224/456—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45647—Copper (Cu) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48699—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01028—Nickel [Ni]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は導体を用いて装置内部を接続してなる電子装置
に係り、特に素子と外部端子を接続するに好適な導体の
接続構造と素材及び製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、半導体素子、磁気ヘッド素子、液晶表示素子、各
種センサーなどの回路素子と外部端子との接続には、Ａ
ｕ線として純Ａｕ線や特公昭６２−２２４５０号に記載
のようなＡｕ合金線、Ａｕ線として純Ａｕ線やＡｌ−５
ｉ合金線、Ｃｕ線として純ＣｕｔｌＡ、特公昭６１−１
１３７４０号公報に記載のようなＣｕ合金線、特公昭６
２−２８７６３３号公報、特公昭６２−２８７６３４号
公報に記載のようなＣｕ特殊線などが使用され、超音波
接合、熱圧着、超音波併用熱圧着などの接続法によって
接続されている。
第７図に示す如く、ウェッジボンディングによる従来の
端子とワイヤの接続構造は、ウェッジボンディングの際
に被覆材（Ａｕ、Ｃｕなと）を含むボンディングワイヤ
全体が圧着力により塑性変形し、ワイヤに圧痕やキズが
残存され、接合強度が低下したり、圧痕部からのワイヤ
切れなどが発生しやすく接続部の品質が悪い。またワイ
ヤ自体の強度が低いためワイヤの断線や健全なループが
形成することがむずかしくショートの原因となり。
回路素子の信頼性に欠ける。さらに従来法では、ボンデ
ィングワイヤの細径化がむずかしいため素子の高密度化
に限界がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記した従来技術であるＡｕ、Ａｌ、Ｃｕなとのボンデ
ィング線を使用した半導体素子、磁気ヘッド素子などの
回路素子端子との接続では、端子にボンディング線を超
音波接合や熱圧着にて接合するが、ボンディング線は圧
着されるために圧痕が付き、つぶれたり、キズが残った
りし、端子とボンディング線の接合部の接合強度が低く
、圧痕部から切断しやすい。またボンディング線は接合
性を向上させるために延性の高い材料を用いているが、
ボンディング線が強度不足のため接合時又は接合後に断
線したり、たるみが生じてショートしたりして素子の機
能を失うおそれがある。一方、高強度化されたボンディ
ング線では、接合性が悪く、圧着力が高くなるために素
子へのダメージが大きくなり、信頼性に問題がある。
半導体素子、磁気ヘッド素子などの電子部品は。
高密度実装化の傾向であり、ボンディング線は線径か細
くなり、線径に対して結晶粒径が大きく強度不足や使用
中に成長じて断線やショートの原因となる恐れがある。
本発明の目的は、上記したかかる欠点を解消すべくなさ
れたものであり、接合強度に優れ、断線やショートの少
ない信頼性の高い回路素子や外部端子とボンディング線
との接続構造細径化が可能でかつ高強度、接合性に優れ
たボンディング線及びその製造方法を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、回路素子と端子とを導体を用いて接続して
なる電子装置において、該導体が前記回路素子若しくは
端子とその端部を接続する時に用いた温度・圧力等のエ
ネルギにより塑性変形しない芯材と、該芯材を被覆し前
記エネルギにより塑性変形する外周部材と、からなる構
成の複合導体でその芯材は断面積の１１５〜３／５を占
め、少なくなとも１本又は１本以上含まれる構造で、そ
の複合導体の材質は芯材と外周部材の素材は同種金属或
いは３５０℃以下で化合物の生成しない金属からなり或
いは芯材に非金属材料を用い例えば芯材材質は、Ａｕ合
金、Ａｌ金合金Ｃｕ合金、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、セラミ
ックス、カーボン、プラスチックの何れかから選ばれ、
外周部材質はＡＵ及びＡｕ合金、Ａｌ及びＡ１１合金、
Ｃｕ及びＣｕ合金、Ａｇ及びＡｇ合金の何れかから選ば
れたものであり、物性において芯材は外周部材より結晶
粒が細くかつ再結晶温度が高く、外周部材は該芯材より
延性が高い複合導体を提供し１回路素子若しくは端子と
導体とを接続する電子装置の導体の接続方法において、
超音波接合、熱圧着、超音波併用熱圧着の何れかの方法
により接続を行う複合導体の接続方法と、素材を圧延又
は線引して得た芯材をメッキ、蒸着、スパッタリングの
何れかにより外周部材を形成したものを圧延又は線引と
再結晶温度以上で熱処理を繰り返して製造する複合導体
の製造方法を提供することにより達成される。
〔作用〕
本発明によれば複合ワイヤの高強度合金又は材料からな
る芯材がボンディング時に塑性変形しない構造であり、
ボンディング時に複合ワイヤの芯材よりも軟かく、接合
性良好で導電性を有する外周部材が塑性変形され、端子
表面とボンディングされた構造である。この本発明の端
子と複合ワイヤの接続構造とすることによって、ワイヤ
外周部にボンディングの際の圧痕やキズが残存してもワ
イヤ芯材が塑性変形しないことから、ワイヤ圧痕部から
の断線や接合強度の低下を防止でき、接合強度のばらつ
きも少なくなる。またワイヤ外周部は電気伝導性が良好
であり、従来の接続構造と同等となり、高品質、高信頼
性の接続部が得られる。
この本発明の複合ワイヤを用いて回路素子端子と外部端
子とを接続することは、ワイヤ芯材が高強度合金又は材
料から構成されているため高強度のワイヤとなり、端子
間のワイヤループが健全で容易にでき、ワイヤのたるみ
によるショートを防止できる。またワイヤ外周材にキズ
ができても断線する恐れがなく、信頼性の高い回路素子
の製造ができる。
本発明の接続構造に用いる複合ワイヤはワイヤ芯材が高
強度合金又は材料で構成されていることから、ワイヤ強
度が大きいため細径ワイヤの製造が容易に可能である。
この細径ワイヤを回路素子と外部端子との接続に用いる
ことによって、端子構造を小さくすることができ１回路
素子の高密度化ができる。
本発明の接続構造に用いる複合ワイヤのワイヤ芯材の結
晶粒径をワイヤ外周部材よりも細かくする構造とするこ
とによって、ワイヤ芯材の強さを向上させるとともに耐
エレクトロマイグレーション性も向上させ、使用中の経
年変化によるワイヤ断線を防止することが可能となる。
本発明の接続構造に用いるワイヤにとって最も重要なこ
とは、複合ワイヤの芯材と外周部材との構成比である。
すなわち、ワイヤ断面積に占める芯材の面積が多い場合
、ワイヤの変形能が少なく。
ボンディング性が悪く、その接合強度も低く、ワイヤの
界面剥離欠陥が発生し、接続部の品質が問題となる。ま
たボンディング時の圧着力が増加し。
素子自体へのダメージを与える。一方、ワイヤ断面積に
占める芯材の面積が少ない場合、ワイヤ強度が低く、ワ
イヤの断線や健全な端子間のワイヤループが形成されに
＜＜、ワイヤのたるみによるショートが発生しやすくな
り、信頼性が悪くなる。
またワイヤの細線化がむずかしい。これらのことから、
？！１合ワイヤに占める芯材の面積は、ワイヤ面積の１
７５以上で、３７５以下が最適であり。
ワイヤ外周材が塑性変形して端子とボンディングされ、
良好な接合構造が得られる。
本発明の接合構造に用いる複合ワイヤの芯材の材質とし
ては、高強度の合金又は材料である必要があり、好まし
い合金としては、Ａｕ合金、Ａｕ合金、Ｃｕ合金、Ｎｉ
合金、Ｆｅ合金がよい。また合金以外の材料としては、
カーボンファイバ、セラミックファイバがよく、高強度
のプラスチックファイバでも可能である。
次に本発明の接合構造に用いる複合ワイヤの外周部材の
材質は、芯材よりも延在が高く、導電性及び接合性の優
れた金属又は合金である必要があり、好ましい金属又は
合金としてＡｕ及びＡｕ合金、Ａｌ及びＡｕ合金、Ｃｕ
及びＣｕ合金がよい。
本発明の複合ワイヤの芯材と外周部材との材料構造は、
同種金属又は合金同士とするのが最も好ましい、たとえ
ば、ワイヤ芯材が高強度のＣｕ合金とし、外周部材がＣ
ｕ又はＣｕ合金とした複合ワイヤとする構成がある。ま
た他の構成として、３５０℃以下の温度で化合物の生成
や反応を起さない異種材料同士でもよい。これらによっ
て、製造時の高温によるワイヤの脆化を防止できる。
本発明の複合ワイヤをポールボンディングに適用するた
めには、芯材及び外周部材の構成は同種金属同士とする
必要があり、複合ワイヤに占める芯材の面積を極力少な
くすることによって、外周部材による希釈率を高めボー
ル形成の際のボールの硬さを抑え、接合性を確保できる
。即ちワイヤの外周材の面積が多いと芯材の合金組成が
ボール形成時に希釈され、ボールの延性が高くなり、接
合性が向上する。しかしワイヤ断面積に占める芯材面積
が少ないとワイヤの強度が低下し、ループの形成がむず
かしく、ショートなどの問題が生ずる。またワイヤ芯材
が多く、ワイヤの外周材が少ないと希釈率が低下し、ボ
ールの延性が低下し。
接合性が悪くなり、端子の損傷などの悪影響を及ぼす。
本発明の複合ワイヤの構造は、他のリード素材にも適用
でき、ボンディング性が良好である。このリード素材に
配線パターンを形成し、フレキンブルプリント基板とし
て使用できる。このフレキンブルプリント基板の端子は
、高強度で曲がったり、欠けたりすることがなく、接合
性も良好である。
この本発明の複合ワイヤにＡｕ被覆層を形成することに
よって、耐食性が良好となり、さらにウェッジボンディ
ング性も向上する。またワイヤ表面に撞縁層を形成する
ことによって、ショートを防ぎ、素子及びその装備の信
頼性を向上させる。
さらに半導体素子用リードフレーム材に本発明の構造を
適用すると、ボンディングワイヤとの接合性が向上する
。
本発明の複合ワイヤを用いて回路素子端子や外部端子の
超音波接合法、熱圧着法、超音波併用熱圧着法によって
ボンディングすると、本発明の接続構造が形成でき、特
殊な方法を必要としない。
本発明の接続構造を有する電子ＭＵは、前記ししように
高品質、高信頼性が遠戚される。この接続構造を有する
装置としては、半導体素子及びその装置、磁気ヘッド及
びその装置、液晶表示素子及びその装置や各種センサー
に適用できる。
本発明の複合ワイヤの製造法としては、まず芯材を線引
加工又は圧延加工によって最終線径とした後、芯材を外
周材用中空パイプの中を通しながら線引加工を行い、所
定の線径を複合したワイヤを製造し、複合ワイヤの材質
を調質するために熱処理を行って製造できる。他に外周
材の形成法としては、メッキ法、蒸着法、スパッタリン
グ法によっても形成できる。また製造後調質処理として
熱処理を行うことによって複合ワイヤの効果が発揮でき
る。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１ 本発明の複合ワイヤとして、Ｃｕ合金製複合ワイヤを製
造した。まず芯材は高強度（引張強さ：４８　ｋｇｆ／
ｎｕ”　）のＣｕ−Ｚｒ系合金であり、線引加工により
線径４０，３５，３０，２５．２０μｍとした０次に外
周部材となる純度９９．９９％のＣｕパイプ（内径０．
２ｍ、外径０．３５ｎｎ）の中に芯材を通し、線引加工
と熱処理を繰返して線径５０μｍのＣｕ合金製複合ワイ
ヤを製造した。
次にこの複合ワイヤを用いて、端子（Ｃｕメッキ：１０
μｍ）にウェッジボンディングを行い、接合性の評価を
行った。
第１図に複合ワイヤをボンディングした状態の縦断面を
示す、複合ワイヤ１は芯材２を被覆する外周部材３とか
らなり、外周部材３は基板Ｓ上の端子４に接合部６でボ
ンディングされ、その時の圧力により塑性変形している
。比較ワイヤとして、９９．９９％Ｃｕ線（線径５０μ
ｍ）を用いた。第１表はボンディング条件を示す。条件
は周波数４０ＫＨｚ、出力１．Ｏｗ、加圧力１５０ｇ、
発振時間０．６　ｓである。第２表は複合ワイヤとウェ
ッジボンディング部の接合強さを試験する９０゜ピール
試験結果を示す。
第１表 第２表 従来ワイヤ１を用いたウェッジボンディング部の９０’
ビ一ル強度は平均約２４ｇｆであるが。
強度のバラツキが大きい。破断形態は全てワイヤの切れ
である０強度のバラツキ要因は、ボンディング時の圧痕
及びキズによるのが大きい１次に芯材面積率１６％の複
合ワイヤ２によるウェッジボンディング部の９０″ビ一
ル強度は約２３ｇｆであり１強度のバラツキは少ないが
複合ワイヤの効果が少ない、破断形態はワイヤ切れであ
る。複合ワイヤ３〜５（芯材面積率２５〜４９％）によ
るウェッジボンディング部の９０”　ビール強度は、平
均約３０〜４２ｇｆと大きく、バラツキも少ない。破断
形態はワイヤ切れである。複合ワイヤ６（芯材面積率６
４％）によるウェッジボンディング部の９０’　ビール
強度は、約２８ｇｆであるが、バラツキも大きく、ワイ
ヤの界面剥離欠陥が発生し、接合性が悪い。
以上にように本発明の複合ワイヤによるウェッジボンデ
ィングは、接合性が良好で接合強度も強く１品質が安定
している。
実施例２ 本発明の複合ワイヤとして、第２図に示すような３本芯
材のより線構造の複合ワイヤを製造した。
まず芯材２は高強度（引張強さ：４８ｋｇｆ八１）のＣ
へ−Ｚｒ系合金であり、線引加工により線径８μｍとし
、線径８μｍのＣｕ−Ｚｒ系合金線３本を用いてより線
とした。このより線構造のＣｕ−Ｚｒ系合金芯材に対し
てＣｕメッキ処理を行い。
約６０μｍの線径の複合ワイヤを製造した。次にこの複
合ワイヤを線引加工を行い、線径５０μｍの本発明の芯
材面積率２３％複合ワイヤを製造した。さらに調質処理
として３００℃Ｘｌｈの真空熱処理を行い、外周材３で
あるＣｕメッキ層を結晶粒を粗大化させ軟化させた。
この複合ワイヤを用いて、Ｃｕ端子（厚さ１０μｍ）に
ウェッジボンディングを行ったところ。
接合強度は約３２ｇｆと高く、バラツキも少なく。
品質も安定している。
又第３図に示すように複数の芯材２を環状に配置しても
良い。
第４図に本発明の複合ワイヤをポールボンディングして
適用した例を示す、芯材２を被覆する外周部材３を先端
で球状に形成し、端子との接合に用いる。
芯材面積率２０％（材質：　Ｃｕ　−Ｃｒ系合金）であ
る本発明の複合ワイヤ（線径２５μｍ）と比較ワイヤと
してＣｕ−Ｃｒ系合金線及び９９．９９５％Ｃｕｆｉを
用いて、Ｓｉチップ上のパッド部にポールボンディング
を行った。ボールの形成は。
放電方式を採用し、１０１０００ｖ１５．Ａｒ雰囲気で
行った。
第３表は各種ワイヤによるポールボンディング部の接合
性評価を示す。
純Ｃｕ線によるポールボンディングでは、接合性が良好
であるが、その接合強度が約８ｇｆと低く、ボールのっ
けね（ネック）部破断を呈した。
またワイヤのループの形成は、ワイヤ自体の強度が低く
、たるみが生じ形成しにくく、ショートの恐れがある。
Ｃｕ−Ｃｒ合金線によるポールボンディングでは、ボー
ル自体の延性が低く、ボンディング時のボールの変形が
少ないため接合性が悪く、その接合強度も強く、界面剥
離欠陥を生じ。
良好な接続部が得られない、またワイヤのループの形成
は、ワイヤ強度が大きいため有利であるが。
接合強度が低いため形成しにくい。これらに対し、本発
明の複合ワイヤによるポールボンディングでは、ボール
形成時に外周材（９９，９９５％Ｃｕ）と芯材（Ｃｕ　
−Ｃｒ系合金）とが溶融され、芯材の合金組成が外周材
によって希釈されるが、ボールの延性の低下が少なく、
結晶粒の細かいボールが形成できた。このボールを用い
てポールボンディングを行うと、純Ｃｕ線より多少接合
性が悪いが、その接合強度は約１４ｇｆと高く、ボール
のっけね（ネック）部破断ではなく、ワイヤ切れを呈し
、高品質の接合部が得られた。またワイヤのループ形成
は、ワイヤ強度が高いためたるみなど生ぜず容易であり
、使用中のショートの心配もなく高信頼の接続が可能と
なった。
実施例４ 第５図は本発明の複合ワイヤを用いた半導体装置の断面
図である。本発明の複合ワイヤは直径５０μｍであり、
芯材：Ａｌ、−３％Ｓｉ−↓％Ｃｕ合金（直径２５μｍ
）、外周材：９９．９９％Ａｌである。このＡＩ２合金
製複合ワイヤは放電（正負パルス電源：１０００Ｖ、↓
５ｍＡ、Ａｒ雰囲気）方式によってボールを形威し、Ａ
ｌ蒸着膜１３が設けられた半導体素子１０に超音波接合
によってボールボンディングされ、Ａｇメッキ層１２が
設けられたリードフレーム１１には、超音波接合によっ
てウェッジボンディングされ、半導体素子１０とリード
フレーム１１が複合ワイヤ１によって接続された構造と
なっている。又リードフレーム上１を複合ワイヤ１で構
成することも可能である。
このように本発明の半導体装置は、複合ワイヤエを使用
することによって、ワイヤループの形成が容易で、所望
のループが得られ、局部的な変形やキズによる断線も少
なく、ワイヤ同士、ワイヤと素子とのショート事故も生
じなかった。
実施例５ 第６図は本発明の複合ワイヤを用いた磁気ヘッドの断面
図である０本発明の複合ワイヤ１は、直径５０μｍであ
り、芯材２：Ｃｕ−１％Ｚｒ合金（直径２０μｍ）、外
周材３：９９．９９％Ｃｕ。
被ｉＭ：９９．９９％Ａｕ　（２μｍ）である。この本
発明のＣｕ合金製複合ワイヤ１を用いてＡｕメッキＮ（
５μｍ）を設けた磁気ヘッド端子４に超音波接合（条件
：　ＩＷ、１５０ｇ、０．８ｓ）によってウェッジボン
ディングされた磁気ヘッドである。この磁気ヘッドの端
子４と複合ワイヤとの接合部６は接合界面からの剥離や
接合強度のバラツキが少なく、接合強度が高く１局部的
な圧痕、キズによる断線などがなかった。
以上述べたように、本発明によれば、ループの形成が容
易で断線やショートの発生を防ぐとともにボンディング
性に優れ、その接合強度も高く、バラツキ幅の少ない高
品質、高信頼性の接続構造が得られる。
また、ワイヤの耐エレクトロマイグレーション性が向上
し、ワイヤの細径化が可能となり１回路素子の高密度化
につながる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、導体を接続する時の圧力により塑性変
形しない芯材と、該芯材を被覆し圧力により塑性変形す
る導電性の外周部材と、からなる複合導体の構成にする
ことにより、複合導体の端部を回路素子に接続する時に
外周部材が塑性変形して接合するので高い接合強度と、
塑性変形しない芯材の為引っ張り・ねじれ等に対する高
い導体強度により断線を防止する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の複合ワイヤによる接続構造を示す断面
図、第２，３図は本発明の複合ワイヤの多芯線の構造を
示す断面図、第４図はボールを形成した本発明の複合ワ
イヤの構造図、第５図は本発明の複合ワイヤを半導体装
置に適用した断面図、第６図は本発明の複合ワイヤを磁
気ヘッドに適用した拡大断面図、第７図は従来のワイヤ
による接続構造を示す断面図である。 １・・・複合ワイヤ、２・・・芯材、３・・・外周部材
、４・・・端子、５・・・基板、６・・・接合部、７・
・・ワイヤ、８・・・被覆材、９・・・ボール、１０・
・・半導体素子、１１・・・リードフレーム、１２・・
・Ａｇメッキ層。 ↓３・・・Ａｌ蒸着膜、１４・・・低融点ガラス、１５
・・・樹脂、１６・・・下地膜、 １７・・・磁気ヘッド素子、１８・・・圧痕部。 第 図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、回路素子と端子とを導体を用いて接続してなる電子
    装置において、前記導体が前記回路素子若しくは端子と
    その端部を接続する時に用いたエネルギにより塑性変形
    しない芯材と、該芯材を被覆し前記エネルギにより塑性
    変形する外周部材と、からなる複合導体であることを特
    徴とする電子装置。 ２、回路素子と端子とを導体を用いて接続してなる電子
    装置において、前記導体を接続する時の圧力により塑性
    変形しない芯材と、該芯材を被覆し前記圧力により塑性
    変形する導電性の外周部材と、からなる複合導体である
    ことを特徴とする電子装置。 ３、回路素子と端子と導体を用いて接続してなる電子装
    置において、前記導体はその断面積の１／５〜３／５を
    占める芯材と、該芯材を被覆する外周部材と、からなる
    複合導体であることを特徴とする電子装置。 ４、回路素子と端子とを導体を用いて接続してなる電子
    装置において、前記導体が芯材と該芯材を被覆する外周
    部材とからなる複合導体で、超音波接合、熱圧着、超音
    波併用熱圧着の何れかの方法により前記接続がなされた
    ものであることを特徴とする電子装置。 ５、前記導体は芯材を少なくなとも１本又は１本以上有
    することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３に
    記載の電子装置。 ６、前記導体の芯材と外周部材は、同種金属或いは３５
    ０℃以下で化合物の生成しない金属からなり、或いは前
    記芯材に非金属材料を用いることを特徴とする請求項１
    、請求項２、請求項３に記載の電子装置。 ７、前記導体の芯材材質は、Ａｕ合金、Ａｌ合金、Ｃｕ
    合金、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、セラミックス、カーボン、
    プラスチックの何れかから選ばれたものであることを特
    徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請
    求項５、請求項６に記載の電子装置。 ８、前記導体の外周部材質は、Ａｕ及びＡｕ合金、Ａｌ
    及びＡｌ合金、Ｃｕ及びＣｕ合金、Ａｇ及びＡｇ合金の
    何れかから選ばれたものであることを特徴とする請求項
    １、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項
    ６に記載の電子装置。 ９、前記導体の芯材と外周部材は同種金属からなり、該
    芯材は該外周部材より結晶粒が細くかつ再結晶温度が高
    いものであることを特徴とする請求項１、請求項２、請
    求項３請求項４、請求項５、請求項６に記載の電子装置
    。 １０、前記導体の芯材はＡｕ合金、Ａｌ合金、Ｃｕ合金
    であり、前記導体の外周部材は該芯材より延性が高い同
    種金属又は合金であることを特徴とする請求項１、請求
    項２、請求項３、請求項５、請求項６、請求項９に記載
    の電子装置。 １１、前記導体は表面にＡｕ被覆層を形成したものであ
    ることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請
    求項５、請求項６、請求項７に記載の電子装置。 １２、前記導体は表面の接合部以外の部分に絶縁層を形
    成したものであることを特徴とする請求項１、請求項２
    、請求項３、請求項５、請求項６、請求項７に記載の電
    子装置。 １３、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求
    項９に記載の導体を用いて配線パターンを形成したこと
    を特徴とするフレキンブルプリント配線板。 １４、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、に記
    載の導体を用いて回路素子である磁気ヘッドと外部端子
    とを接続したことを特徴とする磁気ヘッド装置。 １５、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、に記
    載の導体を用いて回路素子である半導体とリードフレー
    ムとを接続したことを特徴とする半導体装置。 １６、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、に記
    載の導体を用いて回路素子である液晶表示素子と外部端
    子とを接続したことを特徴とする液晶表示装置。 １７、請求項２、請求項５、請求項６、請求項７、請求
    項８、請求項９に記載の導体を用いたことを特徴とする
    半導体用リードフレーム。 １８、前記半導体用リードフレームを用いたことを特徴
    とする請求項１７に記載の半導体装置。 １９、前記導体の外周部材は接続されるボンディングワ
    イヤと同等以上の厚みを有することを特徴とする請求項
    １７に記載の半導体用リードフレーム。 ２０、前記半導体用リードフレームを用いたことを特徴
    とする請求項１９に記載の半導体装置。 ２１、素材を圧延又は線引して得た芯材を外周部材で被
    覆したものを圧延又は線引と熱処理を繰り返して製造す
    る複合導体の製造方法。 ２２、素材を圧延又は線引して得た芯材をメッキ、蒸着
    、スパッタリングの何れかにより外周部材を形成したも
    のを圧延又は線引し熱処理して製造する複合導体の製造
    方法。 ２３、前記外周部材を再結晶温度以上で熱処理を行うこ
    とを特徴とする請求項２１、請求項２２に記載の複合導
    体の製造方法。
JP16730889A 1989-06-29 1989-06-29 電子装置 Expired - Lifetime JP2766933B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16730889A JP2766933B2 (ja) 1989-06-29 1989-06-29 電子装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16730889A JP2766933B2 (ja) 1989-06-29 1989-06-29 電子装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0332033A true JPH0332033A (ja) 1991-02-12
JP2766933B2 JP2766933B2 (ja) 1998-06-18

Family

ID=15847340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16730889A Expired - Lifetime JP2766933B2 (ja) 1989-06-29 1989-06-29 電子装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2766933B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011013527A1 (ja) 2009-07-30 2011-02-03 新日鉄マテリアルズ株式会社 半導体用ボンディングワイヤー
US7956469B2 (en) 2007-07-27 2011-06-07 Nichia Corporation Light emitting device and method of manufacturing the same
JP2012134534A (ja) * 2006-05-25 2012-07-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd 複合ボンドワイヤ用の方法及びシステム
JP2013080960A (ja) * 2000-09-18 2013-05-02 Nippon Steel Sumikin Materials Co Ltd 半導体用ボンディングワイヤおよびその製造方法
EP4009025A1 (de) * 2020-12-07 2022-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Bondverbindungsmittel aufweisend einen kern und umhüllenden mantel
WO2024122089A1 (ja) * 2022-12-05 2024-06-13 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 Ａｌ合金ボンディングワイヤ

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5585012B2 (ja) * 2009-06-30 2014-09-10 大日本印刷株式会社 フレキシブルプリント基板接合体の製造方法、フレキシブルプリント基板の製造方法、フレキシブルプリント基板接合体およびフレキシブルプリント基板

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59155161A (ja) * 1983-02-23 1984-09-04 Daiichi Denko Kk 半導体素子のボンデイング用ワイヤ
JPS60158637A (ja) * 1984-01-28 1985-08-20 Nec Corp ワイヤボンデイング装置
JPS62141750A (ja) * 1985-12-16 1987-06-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置の結線用導体
JPS62287633A (ja) * 1986-06-06 1987-12-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体素子の結線用ボンデイングワイヤおよびその製造方法
JPS6379926A (ja) * 1986-09-24 1988-04-09 Fujikura Ltd ボンデイングワイヤ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59155161A (ja) * 1983-02-23 1984-09-04 Daiichi Denko Kk 半導体素子のボンデイング用ワイヤ
JPS60158637A (ja) * 1984-01-28 1985-08-20 Nec Corp ワイヤボンデイング装置
JPS62141750A (ja) * 1985-12-16 1987-06-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置の結線用導体
JPS62287633A (ja) * 1986-06-06 1987-12-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体素子の結線用ボンデイングワイヤおよびその製造方法
JPS6379926A (ja) * 1986-09-24 1988-04-09 Fujikura Ltd ボンデイングワイヤ

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013080960A (ja) * 2000-09-18 2013-05-02 Nippon Steel Sumikin Materials Co Ltd 半導体用ボンディングワイヤおよびその製造方法
JP2012134534A (ja) * 2006-05-25 2012-07-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd 複合ボンドワイヤ用の方法及びシステム
US7956469B2 (en) 2007-07-27 2011-06-07 Nichia Corporation Light emitting device and method of manufacturing the same
WO2011013527A1 (ja) 2009-07-30 2011-02-03 新日鉄マテリアルズ株式会社 半導体用ボンディングワイヤー
KR20120035093A (ko) 2009-07-30 2012-04-13 가부시키가이샤 닛데쓰 마이크로 메탈 반도체용 본딩 와이어
US8742258B2 (en) 2009-07-30 2014-06-03 Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. Bonding wire for semiconductor
EP4009025A1 (de) * 2020-12-07 2022-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Bondverbindungsmittel aufweisend einen kern und umhüllenden mantel
WO2022122224A2 (de) 2020-12-07 2022-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Bondverbindungsmittel
WO2022122224A3 (de) * 2020-12-07 2022-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Bondverbindungsmittel aufweisend einen kern und umhüllenden mantel
WO2024122089A1 (ja) * 2022-12-05 2024-06-13 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 Ａｌ合金ボンディングワイヤ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2766933B2 (ja) 1998-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8836147B2 (en) Bonding structure of multilayer copper bonding wire
KR101004866B1 (ko) 개선된 접합 특성 및 부식 특성을 갖는 구리 본딩 와이어또는 구리 초미세 와이어
WO2009093554A1 (ja) 半導体装置用ボンディングワイヤ
US20050151253A1 (en) Bonding wire and an integrated circuit device using the same
JP4672373B2 (ja) 半導体装置用ボンディングワイヤ
JP4637256B1 (ja) 半導体用ボンディングワイヤー
US20120118610A1 (en) Bonding wire for semiconductor
WO2010087053A1 (ja) ボンディングワイヤ
JP2004064033A (ja) ボンディングワイヤー
JP4204359B2 (ja) ボンディングワイヤーおよびそれを使用した集積回路デバイス
WO2002023618A1 (fr) Fil de connexion de semi-conducteur et son procede de fabrication
JPS6238414B2 (ja)
WO2013018238A1 (ja) ボールボンディングワイヤ
TW201205695A (en) Bonding wire for semiconductor
JP2004014884A (ja) ボンディングワイヤー
JPWO2011129256A1 (ja) ボンディングワイヤ
EP1037277B1 (en) Lead frame and method of fabricating a lead frame
JPH0332033A (ja) 電子装置
JP2005268771A (ja) 半導体装置用金ボンディングワイヤ及びその接続方法
JPS60124960A (ja) 半導体素子結線用線
JP2001127229A (ja) リードフレーム及びそのリードフレームを用いた樹脂封止型半導体装置
JPH02170937A (ja) ダイレクトボンディング性の良好な銅合金
JP2003059964A (ja) ボンディングワイヤ及びその製造方法
JPS62130248A (ja) ボンデイング用銅細線
JPH02170934A (ja) ダイレクトボンディング性の良好な銅合金